Εύρεση του ιδανικού υλικού για γρανάζια

Κατά το σχεδιασμό και την κατασκευή εργαλείων, τα υλικά που χρησιμοποιούνται θα εξαρτηθούν από τον τύπο του εξοπλισμού που κατασκευάζεται και από το πώς και πού θα χρησιμοποιηθεί.

Υπάρχουν πολλά είδη πρώτων υλών που χρησιμοποιούνται συνήθως σε δομές γραναζιών και κάθε υλικό έχει τις καλύτερες μηχανικές του ιδιότητες και είναι η καλύτερη επιλογή.Οι κύριες κατηγορίες υλικών είναι τα κράματα χαλκού, τα κράματα σιδήρου, τα κράματα αλουμινίου και τα θερμοπλαστικά.

1. Κράματα χαλκού

⚙️Πότεσχεδιάζοντας ένα γρανάζιπου πρόκειται να υποβληθεί σε διαβρωτικό περιβάλλον ή πρέπει να είναι μη μαγνητικό, ένα κράμα χαλκού είναι συνήθως η καλύτερη επιλογή.

⚙️Τα τρία πιο κοινά κράματα χαλκού που χρησιμοποιούνται στα γρανάζια είναι ο ορείχαλκος, ο μπρούτζος φωσφόρου και ο μπρούτζος αλουμινίου.

⚙️Τα γρανάζια συνήθως από κράμα ορείχαλκου είναιοδοντωτοί τροχοίκαι ράφια και θα χρησιμοποιηθούν σε περιβάλλοντα χαμηλού φορτίου.

⚙️Ο φωσφορομπρούτζος βελτιώνει την αντοχή στη φθορά και την ακαμψία του κράματος. Η υψηλότερη αντοχή στη διάβρωση και στη φθορά καθιστούν τα κράματα μπρούτζου φωσφόρου μια εξαιρετική επιλογή για εξαρτήματα μετάδοσης κίνησης υψηλής τριβής. Παράδειγμα:ατέρμονα εργαλεία

⚙️Το αλουμίνιο μπρούτζο είναι το τρίτο κράμα χαλκού που χρησιμοποιείται σε γρανάζια. Τα κράματα χαλκού αλουμινίου έχουν υψηλότερη αντοχή στη φθορά από τα κράματα χαλκού φωσφόρου και έχουν επίσης ανώτερη αντοχή στη διάβρωση. Τα τυπικά γρανάζια που παράγονται από κράματα χαλκού αλουμινίου περιλαμβάνουν διασταυρωμένα ελικοειδή γρανάζια (ελικοειδή γρανάζια) και ατέρμονα γρανάζια.

2. Κράματα σιδήρου

⚙️Όταν ασχεδιασμός εργαλείωναπαιτεί ανώτερη αντοχή υλικού, τα κράματα σιδήρου είναι η καλύτερη επιλογή. Στην ακατέργαστη μορφή του, ο γκρίζος σίδηρος μπορεί να χυτευθεί και να κατεργαστεί σε γρανάζια.

⚙️Υπάρχουν τέσσερις κύριες ονομασίες του κράματος χάλυβα: ανθρακούχο χάλυβας, κράμα χάλυβα, ανοξείδωτο χάλυβα και χάλυβας εργαλείων. Τα κράματα άνθρακα-χάλυβα χρησιμοποιούνται για σχεδόν όλους τους τύπους γραναζιών, επειδή είναι εύκολο να επεξεργαστούν, έχουν καλή αντοχή στη φθορά, μπορούν να σκληρυνθούν, είναι ευρέως διαθέσιμα και είναι σχετικά φθηνά.

⚙️Τα κράματα ανθρακούχου χάλυβα μπορούν να ταξινομηθούν περαιτέρω σε μαλακό χάλυβα, χάλυβα μέτριας περιεκτικότητας σε άνθρακα και χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα. Τα ήπια κράματα χάλυβα έχουν λιγότερο από 0,30% περιεκτικότητα σε άνθρακα. Τα κράματα χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα έχουν περιεκτικότητα σε άνθρακα μεγαλύτερη από 0,60%, και οι χάλυβες μεσαίας περιεκτικότητας βρίσκονται μεταξύ τους. Αυτοί οι χάλυβες είναι μια καλή επιλογή γιαοδοντωτοί τροχοί, ελικοειδή γρανάζια, σχάρες ταχυτήτων,κωνικά γρανάζια και σκουλήκια.

3. Κράματα αλουμινίου

⚙️Τα κράματα αλουμινίου είναι μια καλή εναλλακτική στα κράματα σιδήρου σε εφαρμογές που απαιτούν υψηλή αναλογία αντοχής προς βάρος. Ένα φινίρισμα επιφάνειας γνωστό ως παθητικοποίηση προστατεύει τα κράματα αλουμινίου από την οξείδωση και τη διάβρωση.

⚙️Τα κράματα αλουμινίου δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε περιβάλλοντα υψηλής θερμότητας καθώς αρχίζουν να παραμορφώνονται στους 400°F. Τα κοινά κράματα αλουμινίου που χρησιμοποιούνται στο γρανάζια είναι 2024, 6061 και 7075.

⚙️ Και τα τρία αυτά κράματα αλουμινίου μπορούν να υποστούν θερμική επεξεργασία για να βελτιωθεί η σκληρότητά τους. Τα γρανάζια που κατασκευάζονται από κράματα αλουμινίου περιλαμβάνουνοδοντωτοί τροχοί, ελικοειδή γρανάζια, ίσια οδοντικά κωνικά γρανάζια, και σχάρες ταχυτήτων.

4. Θερμοπλαστικά

⚙️Τα θερμοπλαστικά είναι η καλύτερη επιλογή για γρανάζια όπου το βάρος είναι το πιο σημαντικό κριτήριο. Τα γρανάζια που κατασκευάζονται από πλαστικό μπορούν να κατεργαστούν όπως τα μεταλλικά γρανάζια. Ωστόσο, ορισμένα θερμοπλαστικά είναι καλύτερα κατάλληλα για κατασκευή μέσω χύτευσης με έγχυση. Ένα από τα πιο κοινά θερμοπλαστικά χυτευμένα με έγχυση είναι η ακετάλη. Αυτό το υλικό είναι επίσης γνωστό ως (POM). Τα γρανάζια μπορούν να κατασκευαστούν από οποιοδήποτε πολυμερές. Αυτά μπορεί να είναιοδοντωτοί τροχοί, ελικοειδή γρανάζια, ρόδες σκουληκιών, κωνικά γρανάζια, και σχάρες ταχυτήτων.